 |
Анализ конструкции детали на технологичность
|
|
|
|
Обеспечение технологичности конструкции изделия является одной из основных функций единой системы подготовки производства (далее ЕСТП). Анализ технологичности конструкции изделия подразделяется на качественный анализ и количественный анализ.
Качественная оценка технологичности конструкции изделия характеризует технологичность обобщенно на основании опыта исполнителя и характеризуется показателями «хорошо-плохо», «допустимо-недопустимо» и т.д.
Количественная оценка технологичности конструкции изделия оценивается числовыми показателями.
Таблица 3 – Исходные данные
| Наименование поверхности | Количество поверхностей | Количество стандартных поверхностей | Квалитет точности | Шероховатость поверхности |
| Торец 78,5±0,23 | 1 | 1 | 13 | Rz 80 |
| Фаска 1,6х45° | 2 | 2 | 14 | Rz 80 |
| Зубчатая поверхность m=4,5 z=27 | 1 | 1 | 14 | Rа 1,25 |
| Наружная поверхность Ø107 | 1 | 1 | 14 | Rz 80 |
| Наружная поверхность Ø90 | 1 | 1 | 14 | Rz 80 |
| Торец 51,2Н12 | 1 | 1 | 12 | Rz 80 |
| Наружная поверхность Ø75к6 | 1 | 1 | 6 | Rа 1,25 |
| Наружная поверхность Ø74,8 | 1 | 1 | 14 | Rz 80 |
| Канавка 2,8+0,14 | 1 | 1 | 13 | Rz 80 |
| Торец 94h12 | 1 | 1 | 12 | Rz 80 |
| Отверстие Ø4,1Н13 | 1 | 1 | 13 | Rz 80 |
| Отверстие Ø60F8 | 1 | 1 | 8 | Rа 0,32 |
| Отверстие Ø61,5 | 1 | 1 | 14 | Rz 80 |
| Канавка Ø90,5 | 1 | 1 | 14 | Rz 40 |
| Отверстие Ø90К7 | 1 | 1 | 7 | Rа 2,5 |
| Фаска 1х45° | 1 | 1 | 14 | Rz 80 |
| Канавка Ø72-0,3 | 1 | 1 | 12 | Rz 80 |
| Паз 16+0,27 | 6 | 6 | 13 | Rz 40 |
| Итого | 24 | 24 | - | - |
Качественная оценка технологичности конструкции детали
Деталь – «Шестерня 112-1701202» изготавливается из легированной стали 20ХН3А ГОСТ 4543-71 и проходит термическую обработку, что имеет большое значение в отношении короблений, возможных при нагревании и охлаждении детали.
С точки зрения механической обработки зубчатые колеса вообще нетехнологичны, так как операция нарезания зубьев со снятием стружки производится в основном малопроизводительными методами.
|
|
|
При конструировании деталей должны учитываться вопросы повышения производительности зубообработки.
В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, довольна, проста по конструкции. Расположение крепежных отверстий как резьбовых, так и гладких допускает многоинструментальную обработку [1, с.12].
Количественный анализ технологичности конструкции детали
Количественная оценка технологичности конструкции сводится к определению следующих показателей [1, с.17]:
Коэффициент точности 
где 
– среднее значение квалитета точности.
Среднее значение квалитета точности определяется по формуле
где Тi – значение квалитета точности i -ой поверхности;
ni – количество поверхностей с данным квалитетом точности.
Расчеты по определению коэффициента точности обработки сводим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – Определение коэффициента точности
| Ti | ni | 
|
| 14 13 12 8 7 6 | 9 9 3 1 1 1 | 126 117 36 8 7 6 |
| Итого | 24 | 300 |
Тогда получим
Коэффициент шероховатости 
где Шср – среднее значение шероховатости обработанных поверхностей.
Среднее значение шероховатости обработанных поверхностей определяется по формуле
где 
– значение параметра шероховатости i-ой поверхности; 
– количество поверхностей с данной шероховатостью.
Расчеты по определению коэффициента шероховатости обработанных поверхностей сводим в таблицу 3.2
Таблица 3.2 – Определение коэффициента шероховатости
| Шi | ni | Шi´ni |
| Rz80 Rz40 Rа 2,5 Ra 1,25 Ra 0,32 | 13 7 1 2 1 | 1040 280 2,5 2,5 0,32 |
| Итого | 24 | 1325,32 |
Тогда получим
Коэффициент использования материала Ки.м
где 
– масса готовой детали, кг;
где Мзаг – масса заготовки, кг
|
|
|
Коэффициент стандартизации Кст определим по формуле [8,с.29]
где Дст – число стандартных размеров поверхностей детали, подлежащих обработке;
Д – общее число размеров поверхностей детали, подлежащих обработке
Таблица 3.3 – Определение коэффициента стандартизации
| Выдерживаемые размеры | Стандарт на элемент |
| 1 | 2 |
| 78,5±0,23 | - |
| 1,6х45° | ГОСТ 10948-64 |
| Зубчатая поверхность m=4,5 z=27 | - |
| Ø107 | - |
| Ø90 | ГОСТ 6636-69 |
| 51,2Н12 | - |
| Ø75к6 | ГОСТ 6636-69 |
| Ø74,8 | - |
| 2,8+0,14 | ГОСТ 6636-69 |
| 94h12 | - |
| Ø4,1Н13 | ГОСТ 6636-69 |
| Ø60F8 | ГОСТ 6636-69 |
| Ø61,5 | - |
| Ø90,5 | - |
| Ø90К7 | ГОСТ 6636-69 |
| 1х45° | ГОСТ 10948-64 |
| Ø72-0,3 | - |
| 16+0,27 | ГОСТ 6636-69 |
Коэффициент стандартизации Кст составит:
В ходе проведения анализа детали на технологичность «Шестерня 112-1701202» на технологичность были определены следующие показатели:
- коэффициент точности Ктч=0,92
- коэффициент шероховатости Кш=0,018
- коэффициент использования материала КИМ=0,21
- коэффициент стандартизации Кст=0,625.
4 Анализ существующего варианта технологического процесса
Для оценки базового технологического процесса проанализируем заводской вариант изготовления детали – шестерня. Результаты анализа являются предпосылкой для разработки нового варианта технологического процесса.
Принятую в базовом варианте последовательность механической обработки следует считать целесообразной, так как соблюдается принцип постепенности формирования свойств обрабатываемой детали. Технологическое оборудование, используемое при обработке по габаритным размерам, достигаемой точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, соответствует заданным требованиям обработки детали. Оборудование, используемое в базовом варианте технологического процесса, относительно недорогое.
Анализируя базовый вариант технологического процесса по используемому оборудованию, его техническим возможностям и производимым на нем технологическим операциям делаем вывод о том, что базовый технологический процесс в целом соответствует требованиям изготовления детали. Схемы базирования считаются прогрессивными:
- на операции 005 заготовка базируется по наружной цилиндрической поверхности заготовки с упором в торец;
|
|
|
- на операции 010 заготовка базируется по обработанной наружной поверхности и торцу;
- на операции 015 заготовка базируется по обработанной наружной поверхности и торцу;
- на операции 020 заготовка базируется по обработанному отверстию и торцу;
- на операции 025 заготовка базируется по обработанному отверстию и торцу;
- на операции 035 заготовка базируется по обработанному отверстию и торцу;
- на операции 040 заготовка базируется по наружной цилиндрической и торцу;
- на операции 045 заготовка базируется по обработанному отверстию и торцу;
На операциях используются как стандартные так и специальные приспособления, а именно: патроны токарные трехкулачковые, планшайба;
На операциях технологического процесса используется специальный высокопроизводительный инструмент, а именно – резцы со сменными многогранными пластинами из твердого сплава, сверла, фреза червячная, фреза концевая.
Вспомогательная оснастка, применяемая в базовом технологическом процессе, специальная, стандартная, относительно недорогая (державки, оправки, быстросменные патроны, инструментальные блоки) и соответствует серийному типу производства.
В базовом технологическом процессе применяется как стандартный так и специальный измерительный инструмент, а именно: шаблоны, штангенциркуль, калибр-пробка, калибр-скоба, приспособление контрольное. Точность измерения достаточно высокая, обеспечивающая точность получаемых при обработке размеров и отклонений расположения поверхностей.
Операции механической обработки, используемые в базовом технологическом процессе механической обработке, и информация по оборудованию представлена ниже:
005 Токарная с ЧПУ
Станок 1П426ДФ3
Точить торец
Точить наружную поверхность
010 Токарная с ЧПУ
Станок NV250
Подрезать торец
Точить наружную поверхность
Расточить отверстие
Расточить канавку
015 Токарная с ЧПУ
Станок NV250
Подрезать торец
Точить наружную поверхность
Расточить отверстие
Сверлить два отверстия
020 Зубофрезерная
Станок S200T
|
|
|
Фрезеровать зубья
025 Фрезерная с ЧПУ
Станок НРМ 1150 U
Фрезеровать пазы
Фрезеровать фаску
Сверлить отверстие
035 Внутришлифовальная
Станок OSCH-636F3
Шлифовать два отверстия и торец
040 Зубофасочная
Станок SNH650
Снять заусенцы с двух сторон зуба
045 Зубошлифовальная
Станок S250G
Шлифовать зубья
|
|
|
